Ab-initio XAS spectra of high pressure and high temperature metals

This work was done during my six month long experience in the Theory Group at the European Synchrotron Radiation Facility, in Grenoble, FR, under the supervision of Keith Gilmore. The instigated topic is the calculation of high quality ab initio xanes spectra of 3d metals, Fe and Co, across the melting curve in the pressure - temperature phase diagram in order to ultimately found the melting point of the cobalt at the Earth’s inner/outer core interface. The spectra were simulated using first molecular dynamics to build many atomic boxes then two different approaches were used to calculate the final spectrum: DFT + FMS and DFT + BSE.

Questo lavoro è stato svolto a ESRF, European Synchrotron Radiaton Facility, a Greno- ble sotto la supervisione di Keith Gilmore nel gruppo di ricerca di fisica teorica. L’oggetto di questa tesi è il calcolo a partire da primi principi di spettri di assorbimento a raggi X (XANES, EXAFS) di metalli 3d quali ferro Fe e cobalto Co in condizioni di alta tem- peratura ed alta pressione. Le simulazioni sono state effettuate partendo da calcoli di dinamica molecolare volti a determinare le posizioni atomiche utilizzate poi nel calcolo vero e proprio dello spettro. Numerosi punti, coppie di valori pressione - temperatura, sono stati simulati ai confini della linea di transizione di fase fra lo stato liquido e lo stato solido del metallo in esame. Due diverse metodologie sono state utilizzate durante le simulazioni: DFT+FMS e DFT+BSE. È stata anche aggiunta un’interfaccia grafica (GUI) al pacchetto software OCEAN, sviluppata durante questo periodo di tesi.